尾礦干排處理系統的研究與開發

摘要：尾礦干排處理系統可以對各種礦山礦尾進行有效的處理，同時也可以很好的對沙泥和泥水進行有效的分離處理，在經過干排處理之后的沙泥或者是泥水在堆放的過程中更加的安全可靠，使得復墾的時間長度也在很大程度上都得到控制。傳統機械中的一些弱點也得到了改善，使得資源的利用效率以及尾礦干排的處理效果得到了有效的提升。本文主要分析了尾礦干排處理系統的研究與開發，以供參考和借鑒。

關鍵詞：尾礦敢拍設備;振動篩;變頻技術;智能監控系統

當前在我國礦業生產的過程中，所產生的尾礦數量越來越多，這些尾礦在存放的過程中不僅會占用很多的土地資源，同時也給人們的生活環境帶來了非常明顯的不利影響。最近幾年，節能、環保和可持續發展成為了當前政策當中非常重要的一項內容，所以節能的尾礦干排方式也得到了非常好的發展，在這樣的情況下，尾礦干排處理所用的時更短，同時，經過處理的尾礦還可以投入到生產實踐當中，為我國尾礦資源的合理利用提供了非常好的條件。

1、尾礦干排處理的主要問題

尾礦干排工藝的弊病大多在于尾礦中細粒級物料脫水困難，尤其在于選擇干堆的鐵礦和金礦中，金礦粒度由于生產的需要粒度分布更加趨于細小，鐵礦大部分由于露天開采其中泥土成分較多，至于造成細粒級物料脫水困難造成，很多尾礦進入旋流器，再進振動篩，后給入到濃密機，濃密機底流又回到振動篩，這樣雖然使濃密機的處理量和運轉負荷下降，但是卻造成濃密機濃密過程的繁瑣，細粒級物料的無限循環并且逐步數量在增加，由于濃密機的特性對細粒級物料（-200/80%以上即可造成此種問題）濃密效果本身不好，所以沉降過程漫長、底流濃度達不到指標要求，同樣采用濃密池和沉淀池其結果和濃密機相同，介于此想要摸索出一條對的工藝，首先我們要走上對的路，問題如此明顯擺在眼前卻無法正視，其結果可想而知。

2、尾礦干排處理新工藝

這一系統在運行的過程中采用的是多級分離的方式，同時在操作和運行的過程中也可以利用其自身的變頻、振動等多項技術研發出了新的尾礦干排處理新技術，工藝的具體流程如圖1所示。

圖1" 尾礦干排處理系統工藝流程

在尾礦漿進入到旋流器當中之后，礦漿當中小于兩百木細顆粒的部分會隨著旋流器溢流口溢出來，這一部分的礦漿會直接進入到濃縮機當中，在經過一定的濃縮處理之后，會進入到攪拌桶當中，然后再被渣漿泵輸送到壓濾機當中在高壓的條件下進行脫水處理，這樣就形成了濾餅。如果是大于200目的礦漿，（這類礦漿的含水率通常都在40%到50%左右）也會從旋流底流口流出，這樣一來就可以經過高頻振動篩的有效處理實現脫水的目的，這樣就可以很好的實現干排的目的。經過長期的實踐之后，篩選下來的尾礦在含水率上都可以控制在10%以內。這種系統在實際的使用當中可以很好的應用在不同尾礦的處理當中，其脫水的效果很好，在經過相應的處理之后可以將處理物直接應用在采礦區的回填以及建筑材料的生產等諸多領域。

3、尾礦處理設備的開發

3.1旋流器

旋流器是系統開發過程中需要研究的一種非常重要的設備，它在運行的過程中主要是都要采取離心力對尾礦泥漿進行有效的加固和強化處理的設備。在離心力的影響下，粒徑比較大的顆粒會直接被投擲在器壁的位置，同時還要隨著螺線自身的軌跡不斷的向下運動，在這樣的情況下就會使得這些顆粒不斷的產生沉淀，沉沙嘴會在這一過程中產生非常積極的作用，顆粒比較小的會隨著螺線的輪廓隨著溢流口的位置進行排出。

而在該系統設計的過程中也充分的考慮到了離心力對其運行產生的實際影響，同時還在設計的過程中對所有重要的參數進行詳細的計算，保證了參數的準確性和可靠性。

3.2脫水振動篩的研究

把振動篩用于尾礦脫水中，建立流入振動篩的尾礦漿濃度、流量及處理后尾礦含水率等參數與振動篩頻率的模型，利用計算機控制技術，智能調節振動頻率，從而實現節能與最佳干排效果之間的良好匹配。解決了傳統振動篩頻率不可調，在尾礦漿流量變化時不能實現自動實時調節、能耗高等問題。利用三維建模軟件ProE、有限元分析軟件AN-SYS對振動篩機架進行優化設計。并對優化后振動篩機架的剛度、強度和穩定性進行校核。從而在滿足其使用性能的基礎上，減輕機架的重量，降低成本，為振動篩的標準化、系列化生產提供理論依據。

研究變頻電機與篩體之間作用力支撐點和振動脫水篩使用最佳拋射角度位置的安裝技術。研究振動篩體的減振方案，計算對比金屬彈簧與橡膠彈簧增剛度、承載能力、對環境的影響程度等參數，提出合理的連接方案。篩底選用聚胺脂材料，比使用濾布的傳統膠帶式過濾機單臺節省成本60萬元。

3.3濃密機的開發

濃密機是基于重力沉降作用的固液分離設備，主要用于從旋流器及振動篩溢流出來的泥水混合物的分離。為了減小設備體積、增強濃密效果。在開發過程中解決了如下問題：

①對影響沉降速度的各種因素進行深入研究，增加脫氣槽，以避免固體顆粒附著在氣泡上，降低沉降速度。

②加長中心放料管，以減短固體顆粒彌散距離，增強濃密效果。

③對濃密機內部結構進行研究，在沉降區設計斜板，增加有效容積，加快沉降速度，提高設備處理能力。

④研究開發濃密機控制系統，可以分層對濃密機內液體沉淀情況實時監控，如沉降區的濃度，固液分離面的高度，根據監測的參數自動調整絮凝劑的用量、底流泵的流量等。

3.4板框壓濾機的研究與開發

板框式壓濾機是懸浮液固、液兩相分離的理想設備，本項目研發的板框壓濾機具有輕巧、靈活、可靠等特點。研究內容包括主機橫梁、止推板、液壓缸座、壓緊板、濾板等機械結構設計;液壓部件的研發，油箱、濾油器、液壓泵、閥、液壓缸和管路等組成;電氣控制系統設計。壓濾機工作過程如圖2所示。

圖2" 壓濾機工作過程

3.5尾礦處理過程中智能控制系統的開發

監控系統對尾礦處理有著非常重要的作用，它能夠對尾礦的實際濃度、流量以及篩選過程中電動機運行中電流的大小等等進行有效的采集，這樣就可以保證系統在運行的過程中可以對實際的運行狀況進行有效的監測和預警，同時對故障的設備要及時發現和分析，這樣才能有效的保證設備在運行的過程中可以一直保持非常好的工作狀態，確保生產的安全性和可靠性，同時通過系統當中的自動化計控系統和通信電話系統等也可以有效的實現變頻控制功能。

4、結語

新型尾礦處理系統經過鐵礦試驗應用，效果顯著。投資減少60%，占地面積減少90%。項目中開發了尾礦處理過程智能監控系統，對整個系統的運行故障及時預警，保障設備安全運行。對振動篩整體結構進行了優化，整機體積減小，運行費用降低;和傳統的膠式帶過濾機相比，制造成本降低50%;在處理尾礦量相同的情況下，節約電能80%;對濃密機結構進行了優化，利用斜板技術工藝，增加泥漿沉淀面積，減小設備體積1倍多。

參考文獻：

[1]趙龍錄，楊玉華，賈承恩.鐵礦尾礦干法排放工藝及設備[J].金屬礦山.2009（12）

[2]劉正西.尾礦干式堆存在磷礦山選礦廠中的應用[J].化工礦物與加工.2007（09）

[3]盧穎，孫勝義.我國礦山尾礦生產現狀及綜合治理利用[J].礦業工程.2007（02）